【題目】某化學(xué)課外興趣小組探究氫氣還原氧化銅的反應(yīng),有如下實(shí)驗(yàn)裝置:
(1)上述A裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制取氫氣和二氧化碳,請分別寫出實(shí)驗(yàn)室制取氫氣和二氧化碳 的化學(xué)方程式;;
上述可用于收集二氧化碳裝置是(用裝置字母序號填空).
(2)請你參與探究氫氣還原氧化銅得到的紅色固體的成分,完成下列各題: 已知信息:Ⅰ.氫氣還原氧化銅除生成銅外還可能生成氧化亞銅(Cu2O);Ⅱ.Cu和Cu2O均為不溶于水的紅色固體;Ⅲ.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
提出問題:紅色固體含有什么物質(zhì)?
①猜想假設(shè):
假設(shè)一:紅色固體只含Cu;假設(shè)二:紅色固體只含Cu2O;
假設(shè)三:(請補(bǔ)充完成假設(shè)三).
②實(shí)驗(yàn)探究:(填寫表中空格)

實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

a.取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中

無明顯現(xiàn)象

假設(shè)成立

b.取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中

假設(shè)二和假設(shè)三均成立

③數(shù)據(jù)處理:甲同學(xué)稱取Wg紅色固體加入到足量硫酸溶液中使其充分反應(yīng)后,(填操作名稱)、洗滌、干燥,稱量剩余紅色固體質(zhì)量為mg,通過計(jì)算,若m g(選填>、<或=),則假設(shè)二成立;若m g(選填>、<或=),則假設(shè)三成立.
④交流與反思:只要假設(shè)合理,實(shí)驗(yàn)方法正確,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)就能得出結(jié)論.

【答案】
(1)Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;C
(2)Cu和Cu2O混合物;一;固體部分溶解,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色;過濾;=;>
【解析】解:(1)實(shí)驗(yàn)室用鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)式是:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)式是:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳的密度大于空氣的密度,并且易溶于水,所以可用C向上排空氣法收集. 所以答案是:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;C;(2)①氫氣還原氧化銅有可能生成銅或氧化亞銅,因此可猜想反應(yīng)后生成物為:銅或氧化亞銅或銅與氧化亞銅的混合物;
所以答案是:Cu2O和Cu的混合物;②稀硫酸不能與銅發(fā)生反應(yīng),而氧化亞銅可與稀硫酸反應(yīng)生成銅、硫酸銅和水;因此,當(dāng)無現(xiàn)象時(shí),說明固體中只含有銅;而溶液變成藍(lán)色時(shí),說明紅色固體中含有氧化亞銅;氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)生成的銅,使溶液中出現(xiàn)的紅色銅,不能確定原紅色粉末中是否一定含有銅;
所以答案是:

實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

固體部分溶解,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色

③要得到剩余的紅色固體,先進(jìn)行過濾實(shí)驗(yàn),在通過洗滌、干燥.
若假設(shè)二成立,紅色固體只含Cu2O,所有的Cu2O都與稀硫酸反應(yīng),我們可用據(jù)此計(jì)算出剩余固體m的質(zhì)量,即此時(shí)假設(shè)二成立.
假設(shè)Wg紅色固體全部是Cu2O,反應(yīng)后生成銅的質(zhì)量為m

Cu2O+H2SO4

Cu+CuSO4+H2O

144

64

w

m

=
m=
若m> 說明紅色固體中原本就含有銅,所以假設(shè)三成立.
所以答案是:過濾;=;>.
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用氫氣的制取和檢驗(yàn)和書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式的相關(guān)知識可以得到問題的答案,需要掌握氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法原理:Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2↑;Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2↑不可用濃鹽酸的原因 濃鹽酸有強(qiáng)揮發(fā)性 ;不可用濃硫酸或硝酸的原因 濃硫酸和硝酸有強(qiáng)氧化性;注意:a、配平 b、條件 c、箭號.

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